面向量产的高速公路智能换道系统决策规划方法研究

高速公路智能换道是高级辅助驾驶系统（ADAS）的重要功能，现阶段算法难以在低算力硬件资源条件下兼顾换道安全性和平顺性。为解决此问题，本文提出一种高速公路智能换道系统决策规划方法。通过分级危险区域，检测碰撞风险做出换道决策，进而实施横纵向解耦规划。在横向规划中，设计两阶段五次多项式换道轨迹规划，提升换道途中安全性和平顺性。在纵向规划中，巡航工况采用类PID算法，可提升规划实时性，而跟车工况采用基于同步预测时域的模型预测控制（MPC）算法，通过关联横纵向规划时间可提升换道平顺性，并设计代价函数降低求解复杂度可满足低资源占用要求。通过实车对比试验，验证了该方法在高速公路换道多场景中具有较高的安全性、平顺性和体验感。此外，算法占用的静态区存储和栈区峰值存储测试对比结果表明了该方法具有较低的硬件资源占用率，可满足低算力控制器对资源占用的要求。